奈米技術/奈米與社會

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華夏公益教科書本章節修訂和開發的原則

除非由書皮或超連結連線在一起，否則思想在傳播過程中往往會分裂。我們需要發展和傳播對未來的整體理解，作為相互交織的危險和機遇的系統。這需要許多人的努力。學習和傳播必要資訊的動力將足夠強大：這些問題既迷人又重要，許多人希望他們的朋友、家人和同事加入思考未來的行列。如果我們朝著正確的方向努力 - 學習、教學、爭論、改變方向，並繼續努力 - 那麼我們或許能夠引導技術競賽，走向一個有足夠空間容納我們夢想的未來。 -埃裡克·德雷克斯勒，《創造的引擎》，1986年

我們用於發展和修訂這章致力於奈米技術與社會的方法將強調對“奈米倫理學”的開源方法 - 我們歡迎來自世界各地的合作，因為我們集中精力修訂和改造現有的手冊。大自然厭惡真空，所以我們很幸運地不是從無開始，而是從丹麥科學家 克里斯蒂安·莫爾哈夫 開啟的重大開端開始。您可以閱讀 專案的通訊。

我們對華夏公益教科書這一部分進行修訂和開發的原則將繼續發展，並將基於華夏公益教科書的 風格指南

介紹

奈米技術已經是21世紀快速技術發展的主要載體。雖然 金融危機 對風險投資和研究市場的廣泛影響尚未得到理解，但從 積體電路行業 的例子可以清楚地看到，奈米技術和奈米科學有望（遲早）改變我們的 IT 基礎設施。全球資訊網和 點對點技術（以及維基百科）都證明了即使我們 IT 基礎設施發生微小的變化，也會產生巨大的潛力，因此任何關於奈米技術和社會討論，至少可以探究資訊處理和生產能力大幅提高的可能影響。例如，分散式知識生產的影響，還遠未得到充分理解，最近的維基解密事件就證明了這一點。分散式知識生產的存在不可逆轉地改變了全球舞臺。

鑑於 滴滴涕的歷史 以及其他極具前景的化學創新，現在我們已經將“除錯”新興技術視為我們技術常識的一部分。這種除錯包括但不限於奈米材料對我們健康和環境的影響，這些影響通常尚未完全瞭解。奈米技術和奈米科學讓我們興奮的那些方面 - 奈米尺度的非凡物理特性（例如 表面積增加） - 也對我們預測和控制奈米級現象的能力提出了挑戰，特別是在它們與更大尺度（例如我們自己！）的聯絡方面。這本華夏公益教科書假設（完全是啟發式地）為了有效地思考奈米技術和新興奈米科學的影響，我們必須（至少）從進化的角度思考。奈米技術可能是人類能力進化中的一個重大發展。與任何其他技術（核能、生物、資訊）一樣，它對社會產生一系列社會經濟影響，影響和改變了我們的環境。雖然“進化”經常讓人聯想到為了“適者生存”的殘酷競爭，但它也應該包含集體共生的願景：根據瑪格麗斯和薩根的說法，“生命不是透過戰鬥，而是透過網路接管了地球”（即透過合作）。

也許在這本華夏公益教科書章節中，我們可以開始建立一個能夠進行這種合作除錯的反饋社群。在這裡，我們將建立一個空間，用於根據新興的同行評審科學和技術，分享奈米科學和技術的可能影響。就像所有華夏公益教科書的所有章節一樣，這既是教育資源，也是集體參與的邀請。調查奈米技術對社會的影響要求我們首先成為知情的參與者，而定義是一個有用的起點。

嚴格地說，奈米技術是一種話語。作為一個在跨越多個學科和國家快速發展的動態領域，奈米技術的定義並不總是明確的。然而，從一些定義開始仍然有用。“奈米技術”一詞經常在沒有資格或解釋的情況下使用，對那些試圖提高對這種微小尺度的意識的人來說模稜兩可且令人困惑。當“奈米”一詞既作為奈米技術的暱稱，也是指沒有奈米技術（例如“奈米” - 汽車 和 iPod）的消費產品的流行語時，這可能會非常令人困惑。因此，對於奈米科學的學生來說，區分什麼是“品牌”的奈米技術，以及這個詞在更廣泛意義上代表什麼，是有幫助的。分子生物學家可能會爭辯說，由於 DNA 約為 2.5 奈米寬，生命本身本質上就是奈米技術 - 使得當前產品中常用的 抗菌銀奈米粒子 相比之下顯得原始。 SI 單位 是全球測量單位的標準，將“奈米”字首指定為 10 ^-9 米，但在使用中，“奈米”通常擴充套件到該尺寸的 100 倍。基於 SI 單位的國際標準提供了清晰的定義和術語，因此我們將在納入維基定義的靈活性和開放性特點的同時遵循該示例。我們的 新興的奈米相關術語詞彙表 將在我們探索奈米技術的各種話語時證明很有用。

想象奈米技術

作為研究場所和活躍的設計生態系統，奈米技術和奈米科學所有眾多話語中的討論必須超越目前市場化或設想的產品。因此，它經常涉及科幻風格的場景，心理學家 羅蘭·費舍 稱之為“假設真實”的表達方式。事實上，考慮到在小於 光波長 的微觀尺度上進行表達的挑戰，“推測性想法”可能是描述我們對奈米技術影響的集體想象的準確和誠實的方式。一些人提出了從 飛行奈米機器 或 自我複製奈米機器 的實用霧中獲得巨大優勢的建議，而另一些人則表達了對這種技術可能導致生命終結的恐懼，因為我們知道當自我複製的奈米機器人接管了飢餓的 灰塵 場景時。目前還沒有理論機制來建立這種情況，儘管合成生物體的爆發可能是對某些恐懼場景的現實擔憂，並具有一定的類比性。更深刻的是，從歷史經驗中我們知道技術變革會以徹底而不可預測的方式改變我們的星球。儘管是推測性的，但這種恐懼和希望仍然會極大地影響公眾輿論，並徹底挑戰我們的思維。富有想象力和見地的批評和熱情是奈米技術發展的禮物，必須將其融入我們對社會可能影響的願景以及對奈米技術的看法。

恐懼會導致對一項技術的過度迴避，而瀰漫在奈米技術中的炒作同樣具有誤導性，並導致許多人將產品冠以“奈米”之名，儘管它在奈米尺度上並沒有什麼特別之處。甚至還包括由“奈米”產品引起的疾病，而該產品實際上根本沒有“奈米”成分。

在恐懼和炒作之間，人們努力繪製奈米技術可能產生的未來影響。希望這能引導我們制定奈米技術開發框架，並避免過度恐懼和 廣播媒體中的炒作。到目前為止，奈米技術可能更容易受到炒作的影響，公眾對風險或承諾知之甚少。奈米技術可能會遵循生物技術的趨勢，生物技術早期曾出現過恐懼（阿西洛馬會議），隨後被熱情所取代（人類基因組計劃），同時伴隨著廣泛而狹隘的恐懼（轉基因生物）。

是什麼推動奈米研究介於市場和機構的恐懼和炒作之間？奈米技術是由對更好產品的市場需求驅動的（有時是軍事需求，以便在計算上“擁有”戰場），但也受到 公共資金 的推動，希望開拓更大的市場，並探索奈米尺度上 物質 的基本特性。推拉因素也改變了我們的教育，特別是在大學裡，跨學科的奈米研究越來越普遍。

最後，奈米技術不僅是我們技術能力的演變，也是我們知識和理解的演變的一部分。未來是未知的，但它必然會對社會經濟產生一系列影響，塑造我們周圍的生態系統和社會。

本章探討了新興技術在社會和環境方面的應用。

為奈米技術可能產生的影響構建場景

場景構建 需要 場景規劃。

與奈米技術相關的技術恐懼症和技術狂熱症

技術恐懼症

技術恐懼症目前存在於社會對現代技術黑暗方面的反應中。就奈米技術的發展而言，技術恐懼症是並將發揮重要作用，推動更廣泛的文化反應。自 工業革命 以來，社會中許多不同的個人和集體都害怕技術進步帶來的意外後果。新興技術所帶來的道德、倫理和美學問題通常是這些技術話語的最前沿。當社會偏離自然狀態時，人類意識往往會質疑新的理性的影響。歷史上，技術恐懼症的浪潮湧現出幾個群體，例如 盧德分子 和 阿米什人。

技術狂熱症

有趣的是，可以思考技術狂熱症在奈米技術發展中發揮的作用。早期的研究人員，例如德雷克斯勒，借鑑了科幻小說的烏托邦傳統，想象著一個後稀缺甚至是不朽的未來，這是奈米技術和奈米技術的一個分支，它隨著庫茲韋爾的著作而延續，而且以不同的方式延續著喬伊的著作。用更現代的術語來說，是市場的技術狂熱推動著奈米技術研究：更快更便宜的晶片。

預期症狀：文學的先見之明

...使用奈米技術重新設計生命的計算機可以消除任何剩餘的障礙，並創造出一種超越生物學固有能力的耐用性和靈活性。 --雷·庫茲韋爾，奇點臨近

就我所知，物理學原理並不反對逐個操縱原子的可能性。原則上，這將是可能的...讓物理學家合成化學家寫下的任何化學物質..如何做到？將原子放在化學家指定的位置，這樣你就製造出了這種物質。如果我們最終能看到自己在做什麼，並在原子層面上做事情——我認為這是不可避免的發展，那麼化學和生物學問題將得到極大的幫助。 --理查德·費曼，底部有足夠的空間

在科幻小說和流行文學中，人們對奈米技術的承諾和危險充滿了恐懼、厭惡和喜悅。當機器據稱能夠超越生物機器的能力時（參見 庫茲韋爾 的 超越生物學 概念），在“假設真實”的領域裡，推測性場景有了很大的發展空間。“好奈米/壞奈米”的論調在商業科學和科幻作家提出的幾乎所有場景中都是一致的。“灰塵”場景扮演著“壞奈米”的角色，而“好奈米”則涉及不朽計劃和後稀缺經濟。好的場景通常以“奈米組裝器”為特色，這是一種迄今為止尚未實現的機器，它由物理學和資訊驅動——一種可以根據示意圖和按下按鈕創造任何想象中的東西的機器，從毯子到鋼樑。在這裡，“好奈米”遵循“好生物技術”的腳步，生命延長和健康狀況的極大改善從 DNA 彩虹的某個地方招手而來。當然，現實證明更加複雜。

灰塵，一種自我複製的奈米機器人利用像碳這樣的高度常見的原子來複制自身的恐懼，已經被許多來源所展現，是奈米恐懼症的典型例子。有兩部值得注意的科幻小說講述了灰塵場景。第一部，貴族 由 沃爾特·約翰·威廉姆斯 創作，對該場景的描述幾乎沒有裝飾。在書中，地球被一種名為“馬塔格拉普奈米”的灰塵迅速摧毀，一個第二地球被創造出來，以及一個非常嚴格的等級制度，其中貴族——即奈米技術控制者——位於該等級制度的最頂端。另一部，深淵城市 由 阿拉斯泰爾·雷諾茲 創作，將該場景描述為一種名為融合瘟疫的病毒。它將預先存在的奈米技術裝置轉換為融合，並在細胞層面上以截然不同的方式執行。這導致了小說的同名城市變成了一個巨大的、扭曲的混亂，因為奈米機器人的大規模故障而發生嚴重扭曲。

一個可以根據圖紙和原材料製造任何想象中的東西的機器，這種令人愉快的（也更可能發生的）場景，在尼爾·斯蒂芬森的《鑽石時代》或《年輕女士的圖解初級讀本》以及雷·庫茲韋爾的《奇點臨近》中都有詳細的描述。本質上，這臺機器透過組合遵循特定圖紙的奈米機器人來工作，並在原子層面上快速生產物品。推測的版本中有一個被稱為“饋送”的網格，類似於今天的電網，它提供構建各種工具所需的分子。

當不滿情緒與奈米技術融合時，文明的未來是否安全？

早期背景和先驅：顛覆性技術和不可預見性的實施

2004 年，瑞士進行了一項關於奈米技術作為顛覆性技術管理的研究。

在許多組織的研發模型中，研究了兩種一般類別的技術開發。“可持續技術”是指改進現有產品和市場績效的新技術。現有技術的已知市場條件為短期成功提供了寶貴的機會，可以為這些技術新增和改進。例如，iPhone 進入手機市場取得了巨大成功，這得益於預先存在的消費者手機市場。另一方面，“顛覆性技術”（例如點對點網路、Twitter）通常進入市場時幾乎沒有基礎——它們在規模上是前所未有的，往往無法控制，並且其影響高度不可預測。這些技術在短期內很少帶來益處，並且可能導致投資此類激進市場引入的組織失敗。

至少有些奈米技術很可能屬於這種不穩定的顛覆性技術類別。公司通常缺乏處理顛覆性技術的經驗，因此，在監控新合成技術的早期階段，務必儘早納入外部專業知識和不同意見的過程。在公司管轄範圍內部和外部建立一個多元化的思想社群，對於規劃可預見的未來以應對可能出現的顛覆性技術至關重要。在這裡，非公司治理模式（例如標準組織、開源專案、大學）可能在公司陷入困境的顛覆性技術方面蓬勃發展。理想情況下，在專案規劃中，大學研究人員、貢獻者、博士後和風險投資家應該定期諮詢高層管理人員，貫穿整個顛覆性技術評估過程。這將確保一個廣泛而清晰的技術預測和市場可違規基礎，為不可預見性的實施鋪平一條建設性的道路。

在評估顛覆性技術時，通常需要進行合作的正規化轉變。不要應對當前的市場條件，而是必須制定未來的市場本身。在公司規劃中邁出下一步需要冒風險，並且需要透過最大限度的冗餘來確保絕對精度，“用千百隻眼睛，所有錯誤都將淺顯可見”。除了消費者需求外，在處理奈米技術等高風險顛覆性技術時，還必須將政府、政治、文化和社會價值觀納入方程式。因此，奈米技術引入的主要功能並非源自特定組織的奈米技術能力基礎，而是源自由多個機構組成的跨組織生態系統所創造的未來。

早期症狀

全球標準

全球標準化組織已經開始制定奈米技術的計量標準，從而更有可能實現測量和術語的統一。ISO、IEC、OASIS 和 BIPM 等全球組織似乎是奈米技術與社會標準的理想場所。IEC 已將環境健康和安全納入其範圍。

炒作的例子

預測的革命往往難以實現，奈米革命可能朝著與最初預期不同的方向發展。媒體中提出的許多奇異奈米材料已經消失，只存在於科幻小說中，也許會被後來的研究人員重新研究。這類材料的例子包括人工原子或量子圍欄、太空電梯以及奈米機器人。由於許多帶有奈米旗幟的產品，奈米炒作存在於我們的集體意識中。BBC 在 2008 年展示了我們目前在全球範圍內擁抱的奈米樂趣。

製造奈米材料所需的能量以及由此產生的生態足跡可能無法讓現有產品的奈米版本值得使用——除非在最初階段，它是一種奇異的新奇事物。運動裝備中的碳奈米管可能是這種過度擴充套件的一個例子。此外，在對這些技術進行全面加速之前，應該檢查新合成奈米技術在生物學和生態學方面毒性的擔憂。英國王位繼承人查爾斯王子已經在他 2004 年發表的一份宣告中表達了他對奈米技術影響的擔憂。人們對防曬霜中氧化鋅奈米顆粒的安全性提出了質疑，但 FDA 已經批准了其銷售和使用。為了揭示新引入奈米技術的現實和複雜性，並避免出現另一場反生物技術運動，奈米教育是關鍵。

奈米技術調查

自 2000 年以來，人們越來越關注奈米技術的健康和環境影響。這導致了關於奈米技術的幾份報告和持續的監控。奈米科學與奈米技術：機遇與不確定性是英國皇家學會和英國皇家工程院的一份報告。Nanorisk 是一份由 Nanowerk LLC 發表的雙月刊。此外，伍德羅·威爾遜國際學者中心正在啟動一個關於新興奈米技術的新專案（網站正在建設中），該專案將在其他方面努力繪製可獲得的奈米產品地圖，並努力確保將可能存在的風險降至最低，並實現利益最大化。

奈米倫理學

奈米倫理學，或奈米技術倫理和社會影響的研究，是一個正在興起但存在爭議的領域。奈米倫理學是一個有爭議的領域，原因有很多。有些人認為它不應該被視為一個適當的學習領域，他們認為奈米技術本身不是一個真正的類別，而是在化學、物理學、生物學和工程學等其他科學的結合。批評者還聲稱，奈米倫理學沒有發現新的問題，只是重新審視了熟悉的問題。然而，與 10-9th 的工程公差相關的尺度變化表明，這種新的技術模式類似於引入全新的“表面”進行加工。書寫技術或外部符號儲存系統（Merlin Donald）和輪子都為技術開闢了全新的維度——意識和平滑的空間（Deleuze 和 Guattari）。

在工業界、學術界和極客文化之外，許多人透過科幻作品瞭解奈米技術，這些作品假設了必然的推測性場景，科學家既反對這些場景，又在 思想實驗 的傳統中依賴這些場景。也許與奈米技術相關的最成功的 模因 具有諷刺意味地是 邁克爾·克萊頓 在他 2002 年的書籍 獵物 中對自我複製的 奈米機器人 像流行病病毒一樣失控的處理方式。

在 主流媒體 中，關於奈米技術對環境、健康和安全構成風險的報道層出不窮，不斷增長的奈米技術產業及其貿易媒體（矽和印刷）內部也出現了相互矛盾的報道。為了確定在這個快速變化的進化動態中出現的倫理和社會問題，一些學者試圖從學科角度定義奈米科學和奈米倫理，但克萊頓處理方式的成功可能表明，如果奈米倫理利用敘述和定義，它更有可能取得成功。在可能的情況下，這本華夏公益教科書將力求使用定義明確的術語，並提供敘述框架來組織對 奈米倫理 的任何調查。 奈米科學與奈米倫理：定義學科 是一個很好的入門指南，介紹了這個新興領域。

擔憂：科學家/工程師作為

- 博士·斯特蘭格洛夫？（故意影響社會經濟地位）

- 詹姆斯·錢斯？（對社會經濟地位的影響一無所知）

• 關於奈米倫理的期刊論文 [1]

• 關於奈米倫理的書籍 [2]

看看他們的章節，瞭解這一部分的內容...

• 灰塵和激進奈米技術 [3]

• 克里斯·菲尼克斯關於奈米倫理和牧師的文章 [4] 和原始文章 [5]

• 奈米倫理大學研究小組 [6]

• 科迪斯奈米倫理專案 [7]

擔憂：奈米危險品

• 僅僅透過研究，新的奈米材料就被引入環境中。目前有多少研究生正在將奈米顆粒、奈米線、碳奈米管、功能化富勒烯和其他新型合成奈米結構倒入下水道？這些也可能是生物危害嗎？（問題：處置）

• 對奈米廢物的監管可能會引起人們對廢水中其他摻雜物的擔憂：（問題：汙染/擴散）
• 雌激素/植物雌激素 [8]
• 雙酚 A [9]？

• 可以修改當前系統（如 MSDS [10]）以包含此資訊嗎？

• 如果某種立法監督要求合格的處置操作，那麼如何設立一家初創公司來再加工這些材料呢？

與生物技術一樣，奈米技術的應用可能也存在許多倫理問題。

• Joachim Schummer 和 Davis Baird，《奈米技術挑戰：對哲學、倫理和社會的意義》

囚徒困境與倫理

囚徒困境 是 博弈論 中的一個問題。它最初由 梅里爾·弗洛德 和 梅爾文·德雷舍 於 1950 年在 蘭德公司 工作時提出。 阿爾伯特·W·塔克 用監獄判刑的收益正式化了這個博弈，並將其命名為 囚徒困境（龐德斯通，1992）。在經典形式中，囚徒困境（“PD”）的表述如下：

兩名嫌疑人被警方逮捕。警方沒有足夠的證據定罪，而且，在將兩名囚犯隔離後，他們分別訪問了這兩名囚犯，向他們提出了相同的交易。如果其中一人對另一名囚犯作證（背叛另一名囚犯），而另一名囚犯保持沉默（與另一名囚犯合作），背叛者將被釋放，而沉默的同夥將被判處 10 年的全部刑期。如果兩人都保持沉默，兩人都只會被判處 6 個月的監禁，罪名較輕。如果兩人都背叛對方，兩人都會被判處 5 年監禁。每個囚犯必須選擇背叛對方還是保持沉默。每個人都確信對方在調查結束前不會知道背叛行為。囚犯應該如何行動？

如果我們假設每個玩家只關心將自己的監禁時間降到最低，那麼囚徒困境就構成了一個非零和博弈，在非零和博弈中，兩個玩家可以分別與對方合作或背叛（背叛）對方。在這個博弈中，與所有博弈論一樣，每個玩家（囚犯）的唯一目標是最大化自己的收益，而不考慮其他玩家的收益。這個博弈的唯一均衡是一個帕累託次優解，也就是說，理性選擇會導致兩個玩家都選擇背叛，即使每個玩家的個人收益在他們都選擇合作的情況下會更大。在這個博弈的經典形式中，合作被背叛嚴格支配，因此，博弈的唯一可能均衡是所有玩家都選擇背叛。無論另一個玩家做什麼，一個玩家總是可以透過選擇背叛獲得更高的收益。由於在任何情況下，選擇背叛都比合作更有利，因此所有理性的玩家都會選擇背叛，其他條件都相同。

在重複囚徒困境中，博弈會重複進行。因此，每個玩家都有機會懲罰對方之前的不合作行為。如果兩個玩家事先都知道步數，那麼經濟理論認為，無論博弈進行多少次，兩個玩家都應該反覆選擇背叛。只有當玩家進行無限次或隨機次數的博弈時，合作才可能是均衡。在這種情況下，背叛的誘惑可以透過懲罰的威脅來克服。當博弈無限重複時，合作可能是一個子博弈完美均衡，儘管兩個玩家都選擇背叛始終是一個均衡，並且還有許多其他均衡結果。在非正式使用中，“囚徒困境”這個標籤可能應用於不完全符合經典博弈或重複博弈的正式標準的情況，例如，兩個實體可以透過合作獲得重要利益或因未能合作而遭受損失，但發現僅僅難以或昂貴，而不是不可能，協調其活動以實現合作。

奈米技術市場與研究環境

市場

價值鏈

• 奈米技術產品的概述

• 關於 Lux 奈米技術報告的文章

• Lux 關於奈米技術的第 5 次報告

• Lux 奈米技術指數 和 關於 Lux 的文章

另請參閱 關於本書 中有關編輯本書的說明。

美國國家科學基金會對 2015 年奈米技術的發展做出了預測

• 奈米結構材料 3400 億美元，
• 電子和資訊相關裝置 6000 億美元，
• 納米制藥產品的年銷售額 1800 億美元

總計約 10000 億美元。

“美國國家科學基金會（美國奈米技術的主要資金來源）資助研究人員大衛·貝魯貝研究奈米技術領域。他的研究結果發表在專著《奈米炒作：奈米技術炒作背後的真相》中。這項已發表的研究（前言由美國國家科學基金會奈米技術高階顧問米哈伊爾·羅科撰寫）得出結論，許多被吹噓為“奈米技術”的東西實際上是材料科學的重新包裝，這導致了一個“完全建立在銷售奈米管、奈米線和類似產品基礎上的奈米技術行業”，最終將“以幾個供應商以低利潤率大批次銷售產品告終”。

市場分析

• http://www.businessweek.com/magazine/content/05_07/b3920001_mz001.htm

• 全球奈米技術市場（2006 年） [11]

• 奈米管生態 http://www.nanotechproject.org/file_download/files/Nanotube%20SFA%20Report_revised%20part2.pdf

一些產品一直都是奈米結構的

• 炭黑用於使輪胎橡膠變黑，這是一個價值 40 億美元的行業。

• 傳統照相膠片中使用的銀

根據 Lux Research 的說法，“到 2005 年，只有大約價值 130 億美元的製造商品將採用奈米技術。”

“Lux 預測，到本世紀末，奈米技術將進入價值 2920 億美元的產品領域。”

三家加利福尼亞州的公司正在開發用於改進 催化轉化器 的奈米材料：催化解決方案、Nanostellar 和 QuantumSphere。QuantumSphere, Inc. 是一家領先的高品質奈米催化劑製造商，應用於行動式電源、可再生能源、電子產品和國防領域。這些 奈米粉末 可用於電池、燃料電池、空氣呼吸系統和制氫電池。他們也是奈米鎳和奈米銀的領先生產商。

Cyclics 公司 在其註冊的樹脂中添加了奈米級粘土，以提高其熱穩定性、剛性、尺寸穩定性和阻擋溶劑和氣體滲透。Cyclics 樹脂擴充套件了熱塑性塑膠 的應用，可以生產目前無法使用熱塑性塑膠製造的塑膠零件，並使它們變得更好、更便宜且可回收。Naturalnano 是一家奈米材料公司，正在開發工業聚合物、塑膠和複合材料的應用；以及化妝品、農業和家用產品的新增劑。工業奈米技術 開發了 nansulate，這是一種噴塗塗層，具有非凡的絕緣效能，聲稱是地球上最優質的絕緣材料，溫度範圍為 -40 至 400 攝氏度。該塗層可應用於：管道-儲罐-管道-鍋爐-煉油廠-船舶-卡車-集裝箱-商業-工業-住宅。

ApNano 是一家生產奈米管 和由無機化合物製成的奈米球的生產商。ApNano 產品 Nanolub 是一種固體潤滑劑，可以提高運動部件的效能，減少燃油消耗，並替代其他新增劑。到 2010 年，生產將從美國和日本轉移到韓國和中國，奈米管的主要供應商將是韓國。 Nanosonic 正在製造表現出導電性的金屬橡膠。 GE 先進材料 和 DOW 汽車 都開發了用於線上塗漆垂直車身面板的奈米複合材料技術。 梅賽德斯 正在使用一種清漆，其中包含經過奈米技術處理的顆粒，這些顆粒會聚在一起，形成耐磨外殼。 eMembrane 正在開發一種奈米級聚合物刷，用分子塗覆以捕獲和去除有毒金屬蛋白和細菌。

FTM 諮詢 的一項研究報告稱，未來使用奈米技術的晶片的銷售額預計將從 2009 年的 123 億美元增長到 2014 年的 1720 億美元。一位哈佛研究人員表示，將奈米線應用於溶液中的玻璃基板，然後使用標準的光刻技術製造電路。 Nanomarkets 預測，奈米電子產品市場將在 2007 年達到 108 億美元，到 2011 年達到 825 億美元。IBM 研究人員建立了一個電路，能夠透過自組裝碳奈米管（Millipede）執行簡單的邏輯計算，Millipede 將能夠儲存比當前硬碟驅動器多 40 倍的資訊。 MRAM 將足夠便宜，可以取代 SRAM，奈米市場預測 MRAM 到 2008 年將增長到 38 億美元，到 2011 年將增長到 129 億美元。 Cavendish Kinetics 使用數千個機電開關儲存資料，這些開關向上或向下切換以表示二進位制位中的 1 或 0。它們的裝置使用 100 倍的功耗，工作速度快 1000 倍。目前，最常見的奈米儲存裝置基於鐵電隨機存取儲存器，FRAM。資料儲存在電容器內部的電場中。通常，FRAM 儲存晶片用於電子裝置中，用於儲存少量非易失性資料。來自 凱斯西儲大學 的一個團隊透過在其實驗室中生長碳奈米管橋來解決生產問題，這些橋樑在施加電流的幫助下會自動附著到其他元件上。您可以透過生長自組裝和自焊接的碳奈米管來生長超大型積體電路的構建塊。應用奈米技術 使用 電子束光刻 從單晶矽和氧化矽層製成的晶圓上雕刻開關。

研究資金

//邁克爾，你能告訴我歐盟對“奈米”的資助金額嗎？

奈米研究資金的比例有多大

• 企業研究資金（如英特爾）

• 公共資金（如國家奈米計劃）

• 軍費（公共和企業）[12]

由於這些群體之間存在重疊，因此這些總額可能超過 100%。

美國 2007 年

1350 億美元的聯邦研究預算[13]

730 億美元的軍事研究、開發、測試和評估費用

與奈米技術相關的部分只佔該預算的一小部分，總計幾十億美元[14] [15]

（需要更新的參考資料）

開源奈米技術

公共財產資源 管理對於社會許多領域至關重要。森林和河流等公共空間是自然公地，通常任何人都可以使用。對於這些自然空間，資源管理已到位，以最大限度地減少任何單個使用者的影響。隨著智慧財產權（如出版物、設計、藝術品以及最近的計算機軟體）的出現，專利制度試圖控制此類資訊的傳播，以確保開發人員的生計。開源是一種開發技術，設計在其中是分散的，並向社群開放以進行協作。

雖然專利獎勵個人或公司的知識產生，但開源的獎勵通常是高質量產品的快速開發。它的特點是可靠性和適應性，可以透過持續的修訂實現。開源在軟體開發社群中最顯著的應用。 Linux 作業系統 不斷得到大量志願者社群的改進，他們希望開發能夠與以利潤為目的的軟體公司競爭的強大軟體，同時使其可以免費下載給使用者。程式設計師的動機是他們在社群中的聲望以及他們對工作的自豪感。

作者 Bryan Bruns 認為，這種開源模式可以應用於奈米技術的發展。 奈米技術與公地——千禧年準公地中開源豐富的影響 是一篇由 Bryan Bruns 撰寫的關於開源奈米技術的非常完善的論文。這篇文章描述了開源奈米技術社群的角色，基於奈米技術製造技術有一天將無處不在的說法。在他早期工作的基礎上，人們更加迫切地呼籲奈米技術研究人員使用開源方法來開發奈米技術，因為奈米技術專利叢林正在阻礙創新。^[6] 例如，一位研究人員在《自然》雜誌上撰文指出，將軟體開發中的開源正規化應用於奈米技術，既可以加速奈米技術創新，又可以提高對奈米技術研究的公共投資的社會回報。^[7]

製造裝置、食品和其他材料可能變得像現在的紙張印刷一樣容易和便宜。就像手工書寫文字的繁瑣過程首先轉變為工業化大規模生產技術，然後在電腦印表機中實現個性化一樣，裝置和其他商品的製造也可能達到同樣的定製生產水平。如果“組裝機”能夠按需製造材料，那麼重要的就不是材料，而是設計，即製造背後的知識。奈米技術最重要的部分將是軟體，即關於如何組裝事物的描述。這種設計資訊本質上將是一種資訊資源，即軟體。 -Bryan Bruns，奈米技術與公地——千禧年準公地中開源豐富的影響

開源奈米技術社群的幾個重要要素將是

• 建立標準——早期採用者將承擔開發奈米技術設計和生產標準的任務，社群其他成員將逐漸改進這些標準。
• 開發遏制策略——內建的保險措施，可以防止“奈米組裝機”的無限制複製和執行。一種可能的方案是為奈米組裝機設計專門的輸入，這些輸入是執行所必需的——機器在輸入用完時必須停止。
• 創新的奈米技術設計和建模工具——允許使用者在使用時間和材料製造技術之前設計和模擬奈米級技術生產的軟體。
• 對外部監控的透明度 - 能夠觀察技術發展，降低了“不安全”或“不穩定”設計被髮布到公眾手中的風險。
• 降低成本 - 管理開源社群的成本與管理智慧財產權的成本相比微不足道。

開源在奈米技術中的應用

目前已經存在許多開源社群，可以作為開源奈米技術社群的運作模式。網際網路論壇促進知識和社群參與。此外，新論壇使用者可以快速接觸到豐富的知識和經驗。這種格式易於訪問，並促進對該主題的廣泛瞭解。其中一個社群是

[H]ard|OCP (http://www.hardforum.com) "[H]ard|OCP (硬體超頻比較頁面) 是一家線上雜誌，提供與計算機硬體、軟體、改裝、超頻冷卻相關的新聞、評論和社論，由凱爾·貝內特擁有和運營，他在 1997 年建立了該網站"[1]。Hardforum 與傳統的開源軟體社群直接平行。成員透過在社群內投入時間和精力獲得認可、聲譽和尊重。成員可以建立和討論各種主題，而不僅僅侷限於軟體。專注於機箱改裝的專案是一個關鍵的平行例子，說明了奈米技術專案可以實現的目標。在這些機箱改裝專案中，具體步驟、文件、結果和圖片都與社群共享，以便獲得好的和壞的評論。資訊以純粹和直接的方式呈現，目的是為了資訊共享。

奈米技術的社會經濟影響

預測很困難，尤其是關於未來，而奈米技術可能不會把我們帶到我們最初預期的方向。

一個視角

• 核技術在 60 年代被譽為人類的新紀元，但由於長期鈾資源的供應量不足[16]，以及有證據表明核電系統的使用仍然會產生大量的二氧化碳排放[17]，因此作為能源來源，它的未來已不復存在。然而，核技術的發展為我們提供了醫院中各種各樣的治療工具，並教會了我們在將一項新技術大規模推廣之前，要徹底評估其潛在的環境影響。

• 滴滴涕曾經是治療瘧疾和蚊蟲相關疾病的萬能藥，也是農業中的一種通用殺蟲劑。結果發現滴滴涕在食物鏈中積累，並被禁止使用，導致其幾乎根除的瘟疫再次抬頭。如今，滴滴涕仍然被普遍禁止使用，但它正在被慢慢重新引入，用於效率高且不會擴散到自然環境中的地方，而且用量與 1950 年代噴灑在建築物、田野和溼地上的大量相比，已經減少了[18]。

• 我需要這個的參考文獻

聚合物技術在 90 年代初“很火”，但結果並沒有像預期的那樣快，導致資金迅速減少。但在“衰落”之後，該技術已經成熟，聚合物複合材料現在在各個領域都有應用。可以說，這項技術實際上非常值得投資，但期望值過高，導致失望。但即使沒有大規模資金，時間一直在為聚合物技術工作，現在它正在重新出現——通常被偽裝成奈米技術。

• 生物技術，特別是轉基因作物，被承諾可以根除飢餓和營養不良需要參考。對環境影響的擔憂導致了嚴格的立法，限制了其在實際應用中的使用，而且許多案例都證明了這些限制是合理的，因為已經發現了新的、意想不到的雜交路徑[[需要參考]。然而，對更便宜產品的市場需求導致全球轉基因生產增加，帶來了一系列社會經濟影響，例如貧困農民對昂貴的轉基因種子依賴、營養方面和健康影響[[需要參考]。

這些例子甚至沒有包括這些技術的軍事方面，或者從軍事研究到民用生活的衍生——幸運的是，考慮到在美國，軍事研究預算約佔年度研究資金的 40%[19] 需要參考並核實數字!。

社會經濟影響

上一節中的例子清楚地表明，由於偶然性——無法知道今天哪些軌跡決定著未來——很難預測新技術對社會的影響。

偶然性源於兩個主要原因

1) 趨勢與事件

事件——從非線性動力學的角度，事件（在非線性動力學中）是確定性的，因此可以用模型描述，但它們也是不可預測的（即，該模型在它們何時發生時不會給出點預測）。

趨勢——我們觀察到的趨勢在很大程度上取決於我們在對問題及其解決方案的感知中的框架。框架是我們用來感知演化的分析透鏡，它會隨著時間的推移而改變。

奈米技術對發展中國家的影響

許多發展中國家的人民受困於非常基本的需求，例如營養不良和缺乏安全的飲用水。許多國家在私營和公共研發方面基礎設施薄弱，包括公共研究預算較低，幾乎沒有風險投資。即使他們正在發展這些基礎設施，他們仍然在技術治理方面經驗不足，包括研究專案的啟動和實施、安全和環境法規、市場營銷和專利策略等等。以下是在奈米技術支援的廉價太陽能電池對這些國家的影響方面的一些要點。

• 一項產品是否有用及其使用是否對一個國家有利，很難事先評估。

• 許多技術的共同問題是，科學背景往往（根據定義）忽略了技術所處的社會經濟和文化因素，例如社會接受度、習俗和具體需求。

• 昂貴的醫療保健產品只惠及經濟精英，並有可能加劇貧富之間的健康差距。

• 根據美國國家奈米技術倡議，奈米技術將是“下一場工業革命”。這對於發展中國家來說，可能是快速趕上經濟發展的獨特機遇。

• 全球約有 20 億人無法獲得電力（世界能源理事會，1999 年），特別是在農村地區。

• 奈米技術似乎有望提高太陽能電池的效率，降低其成本。

• 太陽能技術似乎對陽光充足地區的發展中國家特別有前景。

• 許多國際組織自 1980 年代以來一直在推廣農村太陽能發電，例如聯合國教科文組織的農村太陽能發電暑期學校和太陽能村專案。

• 這些技術的真正挑戰很大程度上是教育和文化方面的。

• 在奈米技術中實施開源，為農村社群提供廉價的太陽能電池可能是可行的。

[1] "奈米技術對發展中國家的影響"

貢獻者

此頁面主要基於克里斯蒂安·莫爾哈夫和理查德·多伊爾的貢獻。

正在進行的研究案例和可能的影響

E SC 497H (EDSGN 497H STS 497H) 是賓夕法尼亞州立大學開設的一門名為“奈米轉型：奈米技術的社會、人類和倫理影響”的課程。 2009 年春季課程中的三個案例研究為當前“奈米與社會”研究的三個不同領域提供了新的見解：奈米技術與夜視；奈米技術與太陽能電池；實用奈米技術。關於奈米技術對社會影響的課程的樣本教學大綱可以幫助其他想要綜合新的“奈米與社會”課程的研究人員和學者。

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